热电厂系统简介

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1、CCS：碳捕捉与封存技术DCS：分散控制系统DCS或TDCS （1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C（Communication，Computer， Control、CRT）技术于一身的监控技术。 （2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。 （3）PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。 （4）是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。 （5）模拟信号，A/DD/A、带微处理器的混合。 （6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。 （7）DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）

2、、现场仪表（现场测控站）的3级结构。 （8）缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大多DCS系统各家是不同的。 （9）用于大规模的连续过程控制，如石化等。 （10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB（瑞士）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美国）、Taylor（美）等。 FCS：现场总线控制系统DAS：数据采集系统MCS：模拟量调节控制系统SCS：开关量顺序控制系统FSSS：锅炉炉膛安全监视系统ECS：电

3、气控制系统ACS：自动控制系统DEH：数字电液调节系统火力发电厂的设备作用和各系统流程 一、 燃烧系统生产流程 来自煤场的原煤经皮带机输送到位置较高的原煤仓中，原煤从原煤仓底部流出经给煤机均匀地送入磨煤机研磨成煤粉。自然界的大气经吸风口由送风机送到布置于锅炉垂直烟道中的空气预热器内，接受烟气的加热，回收烟气余热。从空气预热器出来约250左右的热风分成两路：一路直接引入锅炉的燃烧器，作为二次风进入炉膛助燃；另一路则引入磨煤机入口，用来干燥、输送煤粉，这部分热风称一次风。流动性极好的干燥煤粉与一次风组成的气粉混合物，经管路输送到粗粉分离器进行粗粉分离，分离出的粗粉再送回到磨煤机入口重新研磨，而合格

4、的细粉和一次风混合物送入细粉分离器进行粉、气分离，分离出来的细粉送入煤粉仓储存起来，由给粉机根据锅炉热负荷的大小，控制煤粉仓底部放出的煤粉流量，同时从细粉分离器分离出来的一次风作为输送煤粉的动力，经过排粉机加压后与给粉机送出的细粉再次混合成气粉混合物，由燃烧器喷入炉膛燃烧。 二、 汽水系统生产流程 储存在给水箱中的锅炉给水由给水泵强行打入锅炉的高压管路，并导入省煤器。锅炉给水在省煤器管内吸收管外烟气和飞灰的热量，水温上升到300左右，但从省煤器出来的水温仍低于该压力下的饱和温度（约330），属高压未饱和水。水从省煤器出来后沿管路进入布置在锅炉外面顶部的汽泡。汽包下半部是水，上半部是蒸汽，下半部

5、是水。高压未饱和水沿汽泡底部的下降管到达锅炉外面底部的下联箱，锅炉底部四周的下联箱上并联安装上了许多水管，这些水管内由下向上流动吸收炉膛中心火焰的辐射传热和高温烟气的对流传热，由于蒸汽的吸热能力远远小于水，所以规定水冷壁内的气化率不得大于40，否则很容易因为工质来不及吸热发生水冷壁水管熔化爆管事故。 锅炉设备的流程 一、 锅炉燃烧系统 1、 作用：使燃料在炉内充分燃烧放热，并将热量尽可能多的传递给工质，并完成对省煤器和水冷壁水管内的水加热，对过热器和再热器管内的干蒸汽加热，对空气预热器管内的空气加热。 2、 系统组成：燃烧器，炉膛，空气预热器组成。 二、 锅炉的汽水系统 1、 作用：对水进行预

6、热、气化和蒸汽的过热，并尽可能多地吸收火焰和烟气的热量。 2、 系统的组成：水的预热汽化系统，干蒸汽的过热再热系统。 三、 燃料输送系统 1、 作用：完成对原煤的输送、储存、供给。 2、 系统组成：皮带机、原煤仓和给煤机 四、 制粉系统 1、 作用：生产流量足够、颗粒大小符合要求的煤粉，满足锅炉燃烧需求。 2、 组成：磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、煤粉仓、给粉机和排粉机。 五、 给水系统 1、 作用：向锅炉提供压力足够高的高压未饱和水，因为只有高压才能高温，工质在高温高压下能携带更多的热量。 2、 组成：给水箱和给水泵 六、 通风系统 1、 作用：保证足够的空气进入炉膛并及时排出。 2、 组

7、成：送风机、引风机和烟囱 七、 除尘系统 1、 作用：对即将进入烟囱高空排放的烟气进行除尘，减少对环境的污染。 2、 组成：除尘器 汽轮机 一、 作用：将蒸汽的热能转换成蒸汽的动能 二、 汽轮机设备流程: 1 回热加热系统 （1） 组成：回热加热器和除氧器 （2） 作用：抽出汽轮机中做了部分功的蒸汽，对锅炉给水进行加热，这部分蒸汽自身变成凝结水而汽化潜热完全被利用。 2 凝气系统 （1） 组成：凝汽器和抽气器 （2） 作用：1。建立并维持高度真空，降低汽轮机的背压，提高循环热效率 2汽轮机的排气凝结成水，以便重新送入锅炉使用。 3 冷却水供水系统 两个冷却水用水大户：（1）机组轴承润滑油冷却水

8、 （2）汽轮机乏汽冷却水 火电厂计算机监控系统的结构 一、 结构：三点一线，分散控制系统（DCS），即上位机的操作员站，工程师站，下位机的现地控制单元和用来连接个站点的通信网络。集计算机技术、数据通信技术、控制技术与CRT显示技术融于一体，采用分散结构和危险结构。 数据采集结构（DAS）:对机组运行参数和状态进行采集、处理，用于显示、报警及打印报表。 模拟量调节控制系统（MCS）：包括锅炉的燃烧调节控制、汽包给水水位调节控制、主蒸汽温度调节控制等子系统和辅助设备的控制子系统。 开关量顺序控制系统（SCS）：对机组和辅助设备进行启停的顺序控制和连锁保护。 锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）：通过对

9、炉膛的自动吹扫、火焰监测、炉膛压力保护以及喷油、喷煤燃烧器管理，锅炉连锁保护等安全管理，保证了锅炉的安全火电厂输煤系统的任务是卸煤、堆煤、上煤和配煤，以达到按时保质、保量为机组（原煤 仓）提供燃煤的目的。整个输煤系统是火电厂十分重要的支持系统。它是保证机组稳发满发的 重要条件。 输煤系统是火电厂的重要组成部分，其安全可靠运行是保证电厂实现安全、高效不可缺少的环节。输煤系统的工艺流程随锅炉容量、燃料品种、运输方式的不同而差别较大，并且使用设备多，分布范围广。作为一种具有本安性且远距离传输能力强的分布式智能总线网络，lonworks总线能将监测点做到彻底的分散（在一个网络内可带32000多个节点）

10、，提高了系统的可靠性，可以满足输煤系统监控的要求。火电厂输煤系统一般都采用顺序控制和报警方式，为相对独立的控制单元系统，系统配备了各种性能可靠的测量变送器。通过运用Lonworks现场总线技术将各种测量变送器的输出信号接入对应的智能节点组成多个检测单元，然后挂接在Lonworks总线上，再通过Lonworks总线与已有的DCS系统集成，实现了对输煤系统更加有效便捷的监控。 在输煤系统中，常用的测量变送器一般有以下几种： （1）开关量皮带速度变送器（2）皮带跑偏开关（3）煤流开关（4）皮带张力开关（5）煤量信号（6）金属探测器（7）皮带划破探测（8）落煤管堵煤开关（9）煤仓煤位开关。 每一种测量

11、变送器和其相对应节点共同组成智能监测单元，对需要监测的工况参数进行实时的监控。监测单元通过收发器接入Lonworks总线网络进行通信，可根据监测到的参数进行控制和发出报警信号，系统的结构如图1所示。 3、 Lonworks总线智能节点的一般设计 智能节点是总线网络中分布在现场级的基本单元，其设计开发分为两种：一种是基于neuron芯片的设计，即节点中不再包含其它处理器，所有工作均由neuron芯片完成。另一种是基于主机的节点设计，即neuron芯片只完成通信的工作，用户应用程序由其它处理器完成。前者适合设计相对简单的场合，后者适应于设计相对复杂的场合。一般情况下，多采用基于芯片的设计。由于智能

12、节点不外乎输入/输出模拟量和输入/输出开关量四种形式，节点的设计也大同小异，对此本文只给出了节点设计的一般方法。 基于芯片的智能节点的硬件结构包括控制电路、通信电路和其它附加电路组成，其基本结构如图2所示。 图2 智能节点基本结构图 Fig 2 Basic Structure Of Node Based On The Neuron Chip 控制电路 神经元芯片：采用Toshiba公司生产的3150芯片，主要用于提供对节点的控制，实施与Lon网的通信，支持对现场信息的输入输出等应用服务。 片外存储器：采用Atmel公司生产的AT29C256（Flash存储器）。AT29C256共有32KB的地

13、址空间，其中低16KB空间用来存放神经元芯片的固件（包括LonTalk协议等）。高16KB空间作为节点应用程序的存储区。采用ISSI公司生产的IS61C256作为神经元芯片的外部RAM。 I/O接口：是neuron芯片上可编程的11个I/O引脚，可直接与外部接口电路连接，其功能和应用由编程方式决定。 通信电路 通信电路的核心收发器是智能节点与Lon网之间的接口。目前，Echelon公司和其他开发商均提供了用于多种通信介质的收发器模块。通常采用Echelon公司生产的适用于双绞线传输介质的FTT-10A收发器模块。 附加电路 附加电路主要包括晶振电路、复位电路和Service电路等。 晶振电路：

14、为3150神经元芯片提供工作时钟。 复位电路：用于在智能节点上电时产生复位操作。另外，节点还将一个低压中断设备与3150的Reset引脚相连，构成对神经元芯片的低压保护设计，提高节点的可靠性稳定性。 Service电路：专为下载应用程序设计。Service指示灯对诊断神经元芯片固件状态有指示作用 节点的软件设计采用Neuron C编程语言设计。Neuron C是为neuron芯片设计的编程语言，可直接支持neuron芯片的固化，并定义了34种I/O对象类型。节点开发的软件设计分为以下几步： （1）定义I/O对象：定义何种I/O对象与硬件设计有关。在定义I/O对象时，还可设置I/O对象的工作参数

15、及对I/O对象进行初始化。 （2）定义定时器对象：在一个应用程序中最多可以定义15个定时器对象（包括秒定时器和毫秒定时器），主要用于周期性执行某种操作情况，或引进必要的延时情况。 （3）定义网络变量和显示报警：既可以采用网络变量又可以采用显示报警形式传输信息，一般情况采用网络变量形式。 （4）定义任务：任务是neuron C实现事件驱动的途径，是对事件的反应，即当某事件发生时，应用程序应执行何种操作。 （5）定义用户自定义的其它函数 ：可以在neuron C程序中编写自定义的函数，以完成一些经常性功能，也将一些常用的函数放到头文件中，以供程序调用。 4、基于Lonworks总线的火电厂输煤系统与DCS的网络集成 现场总线技术与传统的系统DCS系统实现网络集成并协同工作的情况目前在火电厂中尚为数不多。进一步推动火电厂数字化和信息化的发展，逐步推行现场总线技术与DCS系统的集成是火电厂工业控制及自动化水平发展的趋势。就目前来讲，现场总线技术与DCS集成方式有多种，且组态灵活。根据现场的实际情况，我们知道不少大型火电厂都已装有DCS系统并稳定运行，而现场总线很少或首次引入系统，因此可采用